[發明專利]一種六氟化硫氣體微水含量的接觸流動式在線監測方法與裝置

無效

• 申請號: 201210248171.7
• 申請日: 2012-07-18
• 公開（公告）號: CN103575852A
• 公開（公告）日: 2014-02-12
• 發明（設計）人: 馬征
• 申請（專利權）人: 馬征
• 主分類號: G01N33/00
• 分類號: G01N33/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域：

本產發明和裝置用于電廠及電網輸變電GIS系統中高壓開關內SF₆氣體微水含量的測量?

背景技術：

高壓開關GIS設備中SF₆氣體的微量水分測量對高壓開關的性能和設備的正常運行都是十分重要的。這主要表現在：水分含量超標帶來的開關絕緣性能降低，導致高壓擊穿；因絕緣能力下降在兩端電極附近產生局部放電，時間長了導致貫通性閃絡；直接影響高壓開關的開斷性能。同時，當水分含量較高時，SF₆氣體就可能產生水反應，會生成亞硫酸和氫氟酸(HF)，它們都具有腐蝕性，可嚴重腐蝕設備。SF₆在電弧作用下可分解，由于水分的存在會加劇低氟化物的水解，生成氟化亞硫酰。且水分的增加會加速其反應。SF₆被電弧分解成原子態S和F的同時，觸頭蒸發出大量的金屬Cu和水蒸汽，該蒸汽與SF₆在高溫下會發生反應，產生金屬氟化物和低氟化物，生成的氟化亞硫酰、硫化氫都是劇毒，HF還可與含SiO₂元件反應，腐蝕固體元件的表面。?

由于SF₆氣體中微量水分的含量很低，一般采用體積比μL/L表示，國家標準GB/T8905《六氟化硫電氣設備中氣體管理和檢測導則》、GB7674《72.5KV及以上氣體絕緣金屬封閉開關設備》中對氣體的水分含量規定如表1所示：?

當前上述領域所應用的技術主要有兩種：1、用便攜式微水測試儀人工逐點對高壓開關內氣體排出一部分并對其微水含量進行測量，其特點是微水傳感器可以直接接觸被測氣體，所測微水值準確。但缺點是必須嚴格按照儀器所要求的使用規范進行，對操作人員的素質有較高的要求，需要人工到現場實地逐點測量，費時費力；并且測量方式是通過從開關罐內向外排放被測氣體來進行測量，為了使讀數準確與穩定，必須要浪費大量的氣體，這不僅會降低設備工作氣壓，而且從安全性上講也無法長時間監測即無法對被測值進行實時監測，不能及時掌握高壓開關內微水值的變化發現超標情況，不可能進行現代化的數據監測及管理，更嚴重的是會造成環境的污染。?

近年來有利用電子儀表及數據傳輸處理技術對GIS系統密度及微水值進行實時測量，將數據在現場控制柜顯示器上顯示，并傳輸到控制室進行顯示和報警。這樣在控制室內對各點被測值進行監測，提高了現代化程度，節省現場人員的工作量。但其中也存在一些問題，由于測量微水含量的微水變送器所采用的微水傳感器測量原理是接觸式測量，即傳感器需要直接接觸被測氣體才能如實反映所測氣體的露點值，但是由于GIS系統安全性的要求致使微水傳感器探頭不可能安裝到開關隔斷內部，所以必須通過罐體上的自封閥將傳感器與開關隔斷內隔離開，這樣以便于在不至于影響開關的正常工作的情況下進行微水變送器的安裝和拆換。但是這種工作方式造成微水傳感器探頭不能直接接觸到開關內的氣體，變送器內部腔體為死腔，內部氣體不可流動，同時由于氣體中含水量微小，水汽分壓極低的狀態下，氣體中水分子活躍度降低，水分子濃度不易擴散，而在各連接部位滲透進去的微量水分，再加上變送器內部結構吸附的水含量的影響，致使傳感器所在位置的的微水含量不等于開關內實際的含水量，造成微水傳感器測得的微水值與實際產生很大偏差，比如開關內氣體實際微水值小于100μL/L時傳感器的輸出信號經計算結果卻能達到300-500μL/L，?

有些廠家的產品在微水變送器上另加一個自封閥，現場安裝后通過將自封閥開通若干次，將變送器腔體及與六氟化硫容器連接管路內的氣體對外放掉來實現容器內氣體能夠進入變送器腔體內來達到對容器內氣體微水含量的測量，但這種做法只能在氣體流動時及之后短時間內所測值是真實的，經過一段時間后上述不良影響即恢復，所以不能從根本上解決上述問題。?

現在的實際做法是通過軟件將這個偏差值修正來接近真實值但由于濕度擴散的無規律性、遲滯性使得修正結果很不穩定與實際值相差大時甚至達到倍數。?

也有些廠家簡單的以為只要將微水傳感器與開關內空間聯通即可測出真實的微水值，但由于其所研制的變送器原理不合理結構缺陷、機械結構防滲透能力不足和微水傳感器探頭檢測狀態改善措施不夠等因素，造成傳感器所測值連反映含水量變化趨勢的程度都達不到，已經與真實值無關。鑒于不能測得真實微水值，最終在運行中不得不利用智能儀表的便利在輸出數值上進行“人工處理”，即任意按便攜式微水計測出的微水值設定輸出值，這樣使得微水在線監測形同虛設，同時也給電力設備的正常運行留下隱患。?

發明內容：